直流無刷電機的工作原理如下：

基本結(jié)構(gòu)

直流無刷電機主要由定子、轉(zhuǎn)子和電機控制部分組成，其中定子包含線圈繞組和鐵心，轉(zhuǎn)子的主要部件是永磁體，電機控制部分則包含了檢相、換相元件以及無刷電機控制器1.

換向原理

• 依靠位置傳感器換向：轉(zhuǎn)子位置傳感器的主要作用是檢測轉(zhuǎn)子磁極相對于定子電樞繞組軸線的位置，從而提供給逆變電路正確的換相信息，通過將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號傳遞給電機控制器，電機控制器根據(jù)得到的位置信息控制定子繞組換相，保證電動機定子繞組中的電流根據(jù)轉(zhuǎn)子位置的變化按次序換相，從而在電動機氣隙中形成步進式的旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子持續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)1.

• 無位置傳感器換向：對于無位置傳感器控制方式，則需要單獨從電動機取得某種信息，并通過特定的電路和軟件來計算獲得轉(zhuǎn)子的位置信息，進而實現(xiàn)換向控制1.

工作過程

• 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場：直流無刷電機利用方波電流進行驅(qū)動控制，在方波電流作用下，逆變器功率管根據(jù)方波的高和低來實現(xiàn)導通或者關(guān)斷，使電動機定子電樞產(chǎn)生按 60° 電角度持續(xù)前進的磁場 。常見的工作方式為三相橋式六狀態(tài)的工作方式，在 360°（電氣角）的一個電氣周期內(nèi)，三相繞組有六個導通狀態(tài)，據(jù)此可以劃分為六個區(qū)間。三相繞組的三個端連接在由六個大功率開關(guān)器件組成的三相橋式逆變器的三個橋臂上，繞組為星形接法時，在任意時刻，三相繞組中都一定有且只有兩個繞組串聯(lián)導電，其中一相為正向?qū)�通，另一相為反向�(qū)��?span style="box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); font-size: 18px; -webkit-font-smoothing: antialiased; height: 14px; line-height: 14px; margin: 0px 4px 2px; min-width: 14px; overflow: hidden; padding: 0px; text-overflow: ellipsis; vertical-align: -1px; text-wrap: nowrap; width: 14px; -webkit-line-clamp: 1; background: var(--s-color-bg-trans-tertiary); text-align: center; user-select: none; color: initial; cursor: pointer; overflow-anchor: auto;">1.

• 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動：定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的永磁體相互作用，產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的力，由于轉(zhuǎn)子是永磁體，其會在磁場力的作用下跟隨定子磁場同步旋轉(zhuǎn)1.

控制方式

• 開環(huán)控制：僅通過轉(zhuǎn)子位置傳感器來獲取轉(zhuǎn)子的位置信息，從而保證轉(zhuǎn)子位置與電動機換相同步。電動機的轉(zhuǎn)速和電流由取決于電動機的以及所驅(qū)動負載的機械特性。當電壓或著負載出現(xiàn)波動時，電動機的轉(zhuǎn)速也會發(fā)生一定的波動，不能通過控制使其保持穩(wěn)定1.

• 閉環(huán)控制：常見的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)可以通過監(jiān)測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、和相電流的反饋信息來調(diào)節(jié)控制電流，從而獲得更好的控制效果和更完善的控制功能，實現(xiàn)一定程度的穩(wěn)速或調(diào)速控制。該系統(tǒng)中，外部給定控制系統(tǒng)一個電機的目標速度值，轉(zhuǎn)子位置傳感器電路對測得的轉(zhuǎn)子位置信息進行處理獲得轉(zhuǎn)子的當前轉(zhuǎn)速，目標速度值與速度反饋值相減得到速度差值，再通過速度調(diào)節(jié)器進行 PI 調(diào)節(jié)，輸出電流環(huán)的給定值，同理與電流傳感器得到的電流反饋值進行比較得到電流差值，電流差經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，輸出控制信號給功率開關(guān)電路，以控制電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩